Bølgjekraft

Om bølgjekraft
Bølgjene som bryt mot fjøresteinane inneheld enorme mengder energi. Det er estimert at så mykje som 80.000 TWh energi er tilgjengeleg i bølgjer pr. år, på verdsbasis. (Tal frå IEA-OES)

Bølgjer – energitransport skapt av vinden
Bølgjer som du ser på havflata er eigentleg transport av energi – som oftast store mengder energi.

Bølgjer blir skapt når vinden bles over ei vassflate. I starten er det berre små krusingar på overflata, men til lenger vinden får blåse, til større vert bølgjene. Når sterk vind bles lenge på store havstrekningar, blir det til slutt veldig store bårer som kan rulle langt av garde, og fortsette å breie seg utover lenge etter at vinden har lagt seg.

Historisk interesse
Tanken om å utvinne energi frå bølgjene er ikkje ny. Det første patentet som handlar om å bruke bølgjekraft er frå 1799! Sidan den gongen har utallege andre sett potensialet i bølgjene og fått idéar om konsept for å temme kreftene i sjøen.

Ulike prinsipp
Det eksisterer hundrevis – kanskje tusenvis – av prinsipp og patent som handlar om å produsere kraft frå energien i havbølgjer. Ei vanleg kategorisering av hovudprinsipp er:
– Svingande vass-søyle/bølgjekammer (Oscillating water column)
– Høgdebasseng (Overtopping devices)
– Hivande bøyer, vertikal-rørsle (Heaving devices)
– Stampande bøyer (Pitching devices)
– Utnytting av bølgjeassosiert straum (Surging devices)
Innan desse kategoriane fins det mange prinsipp og underkategoriar frå ulike produsentar.

Norske aktørar
Det er fleire norske firma som utviklar, eller har utvikla, konsept for bølgjekraft. Nokre av dei har gitt opp etter havari eller andre problem, medan mange enno held på med prototypar og konsept i ulike fasar. Dei norske utviklarane har i hovudsak fokusert på anlegg av typen svingande vass-søyle, høgdebasseng og bøyer med vertikal-rørsle. Berre Langlee har utvikla eit anlegg basert på «klaffar» som utnyttar bølgjeassosierte straum.
Intentium har utvikla ein interessant variant av anlegg med hivande bøye, der bøya har ei utstrekning på tvers av bølgjeretninga for å fange opp meir energi. Pontoon Power utviklar eit liknande konsept, men nytter istaden mange sylindriske bøyer på rekke.
I desse konsept er generatoren flytande og neddykka i sjøen, ikkje fast forankra i botnen. Man håper på denne måten å unngå dei største spisslaster på systemet, gjennom å ha ein innebygd fleksibilitet.

Kjente anlegg frå norske firma er:
Kværner Brug:
Svingande vass-søyle-anlegg på Sotra 1984-88. (Havarert i 1988, men mulig nytt initiativ på veg)
Storwave:
Svingande vass-søyle-anlegg utvikla av Ola Stornes, Tingvoll. No eigd av RMS.
Norwave:
Kilerenne-anlegg (høgdebasseng) på Sotra 1985. (Havarert i 1991)
Wave Energy:
Høgdebasseng-anlegg for innbygging i moloar eller som flytande anlegg.
OWWE:
Flytande anlegg basert på høgdebasseng, med fundament for vindmøller.
Fred. Olsen Energy:
«Buldra». Platform med hivande bøyer. Vidareført som «Bolt» og under utvikling.
E-Co Energi «Seahorse». Enkelt, hivande bøye med generator på botnen. Prototyp utsett ved Runde. Havarert 2011.
Langlee E2:
Flytande plattform som utnyttar bølgjeassosiert straum.
Pontoon Power:
Flytande plattform med rekker av hivande bøyer.
Intentium:
Hivande bøye med neddykka generator. Under utvikling.

Dei fleste som har sett ut over havet på ein dag med store bårer har vel filosofert over dei enorme kreftene som er i sving, og tenkt på om det går an å fange opp litt av energien. Bølgjekraft er eit fagfelt som tiltrekkjer mange oppfinnarar og utviklarar, og det er vanskeleg å få oversyn over alle. Kjenner du til norske eller norsk-utvikla bølgjekraftanlegg som vi burde ha med i oversikta her, er du velkomen til å kontakte oss med informasjon.

Om å fange bølgjer
Eit vellukka bølgjekraftverk må vere i stand til å fange opp energien i bølgjer. Eit godt mål på mengda energi som vert fanga opp, er skilnaden i storleik på bølgjer når dei passerer gjennom anlegget. Om bølgjene er reduserte i storleik, er det ein indikasjon på at det er absorbert energi. (Med mindre alle bølgjene og energien berre er reflektert) Men korleis kan ein absorbere ei bølgje, då?
Det som kjenneteiknar eit godt bølgjekraftverk, er paradoksalt nok at det er i stand til å lage bølgjer sjølv! Ved å lage bølgjer med rett fase i forhold til innkomande bølgjer, kan ein oppnå at bølgjene framom anlegget rullar uforstyrra mot anlegget, medan det bakom er destruktiv interferens som gjer at alle bølgjer er absorbert.

Dette gjeld for alle typar anlegg som baserer seg på å fange opp bølgjeenergien direkte gjennom rørsler. For anlegg av typen høgdebasseng er absorbsjonsprinsippet forskjellig – desse anlegga brukar energien i bølgjene til å løfte vassmengder i staden for å bevege konstruksjonen.

Store utfordringar
Sjølv om det har vore tenkt, forska og utvikla bølgjekraftanlegg i 200 år, har vi framleis til gode å sjå store kommersielle anlegg i drift. Frå ein akademisk ståstad er teorien bak bølgjekraftverk relativt godt utvikla. Mykje på grunn av stor forskingsinnsats på 70- og 80-talet, både her og i mange andre land, og også fordi mykje kunnskap frå skipsdesign kan overførast direkte. Teknologien som trengs (hydraulikk, kraftelektronikk, styringssystem, marine operasjonar…) er også velutvikla, spesielt på grunn av den store teknologiutviklinga som oljeleiting offshore har ført med seg.

Men sjøen, spesielt i dårleg vêr og med store bølgjer, er eit ugjestmildt miljø for mekanikk og elektrisitet, og utfordringane er mange:
– Overbelastning frå store bølgjer i storm
– For lite effektivitet ved små bølgjer i stille vêr
– Korrosjon
– Groing
– Store utviklingskostnader
– Store material- eller byggekostnader
– Behov for kostbare kablar til land (for transport av elektrisitet)
– Vanskelege og kostbare operasjoner ved utsetting og vedlikehald
– Sterk konkurranse frå andre typar fornybar energi (vasskraft, vindkraft…)
– Lite synleg i politikk / opinion (i forhold til t.d. havvind, olje & gass, CO2-fangst…)
– Og ikkje minst: For mange havari gir bølgjekraft eit dårleg rykte

Trass i alle desse utfordringane trur vi det er håp for bølgjekraft. På sikt vil teknologioverføring, samordning av infrastruktur med havvind, og generell utvikling gjere bølgjekraft lønsam. Om norske teknologibedrifter blir med, kan vi stå framfor ein veldig stor, ny marknad for maritim teknologi og kompetanse.